9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 185-186-187-188 Cevapları Meb Yayınları

9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları Meb Yayınları Sayfa 185
Konuya Başlarken

Rüzgâr tünellerinde hava araçlarının gerçek koşullar altında nasıl bir aerodinamik etkileşime gireceği test edilir. Rüzgâr tünelleri; uçak, helikopter gibi hava araçlarının aerodinamik özelliklerini test etmek için oldukça önemlidir. Bu testler sayesinde hava akımının araç üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde incelenir. Araçların üzerine etki eden kaldırma kuvveti, hava direnci gibi kuvvetler gözlemlenerek ölçülür. Bu ölçümler; mühendislerin daha güvenli, daha verimli ve performansı yüksek hava araçları tasarlamalarına yardımcı olur.

Soru 1: Rüzgâr tünelleri havacılık dışında nerelerde kullanılabilir?

Cevap: Rüzgâr tünelleri, havacılık dışında şu alanlarda kullanılabilir:

• Otomotiv sektörü: Araçların hava direncini azaltmak ve yakıt verimliliğini artırmak için.
• Mimarlık: Binaların ve köprülerin rüzgâra karşı dayanıklılığını test etmek için.
• Spor ekipmanları: Bisiklet, kayak gibi ekipmanların aerodinamik tasarımını geliştirmek için.
• Enerji sektörü: Rüzgâr türbinlerinin performansını değerlendirmek için.

Soru 2: Türk Havacılık ve Uzay Sanayii bünyesinde yerli ve millî imkânlarla geliştirilen hava araçlarını test etmek için rüzgâr tünelleri inşa edilmesinin ve bu iş için önemli bütçeler ayrılmasının sebebi nedir? Bu rüzgâr tünellerinin yapılması Türk havacılık ve uzay sanayiinin gelişimine ne gibi katkılar sağlayabilir?

Cevap: Türk Havacılık ve Uzay Sanayii, yerli hava araçlarının performansını, güvenliğini ve verimliliğini artırmak için rüzgâr tünellerine büyük önem vermektedir. Bu tüneller, tasarımların gerçek koşullarda test edilmesini sağlayarak prototiplerin geliştirilmesini hızlandırır ve maliyeti düşürür. Türk havacılık ve uzay sanayiine şu katkıları sağlar:

• Yerli üretim kapasitesinin artması,
• Daha rekabetçi ve ileri teknolojilere sahip hava araçlarının geliştirilmesi,
• Uluslararası pazarda bağımsızlık ve prestij kazanılması,
• Savunma ve uzay projelerine katkı sağlanması.

7. Etkinlik: Bernoulli İlkesi

Amaç: Akışkanın sürati ile basıncı arasındaki ilişkiyi günlük hayat örnekleri üzerinden genelleyebilme.
Süre: 30 dk.
Araç Gereç: Genel ağ bağlantısı olan cihaz, saç kurutma makinesi, pinpon topu.
Yönerge: Aşağıda verilen basamakları takip ederek etkinliği gerçekleştiriniz.

Soru 1: Yukarıdaki görselde bahçe hortumuyla sulama yapıldığı görülmektedir. Bahçe hortumunun ucu sıkıldığında borudan akan suyun akış süratinde nasıl bir değişim meydana geleceğini ve bu değişimin nedenlerini tahmin ederek aşağıdaki alana yazınız.

Cevap: Bahçe hortumunun ucu sıkıldığında, hortumun çıkış kesiti daraldığı için suyun akış hızı artar. Bernoulli İlkesi’ne göre bir akışkanın hızı arttıkça basıncı düşer. Kesit alanının küçülmesi, suyun aynı debide geçebilmesi için hızlanmasına neden olur. Bu sayede su daha uzağa fışkırır.

9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları Sayfa 186

Soru 2: Yandaki karekodu okutunuz. Karşınıza çıkan ekranda “BAŞLAT” düğmesine basarak ilgili simülasyonu açınız.

Cevap: Simülasyonu başlatarak hortumun uç kısmının kesit alanını değiştirdik. Akışkanın sürati ve suyun yüksekliği gözlemlendi ve veriler tabloya kaydedildi.

Soru 3: Açılan sayfada üzerinde küçük delikler olan bahçe hortumunu inceleyiniz. İlgili sürgüyü hareket ettirerek hortumun uç kısmının kesit alanını değiştiriniz.

Cevap: Hortumun kesit alanı küçüldüğünde, suyun akış sürati arttı. Sürgü hareket ettikçe bu değişim belirgin şekilde gözlemlendi.

Soru 4: "Simülasyonu Başlat" düğmesine basınız ve suyun hortumdan çıkış sürati ile deliklerden çıkan suyun yüksekliğini gözlemleyerek aşağıdaki tabloyu doldurunuz.

Soru 5:

Simülasyondan elde ettiğiniz verilerle ve tablodaki bilgilerden yararlanarak aşağıdaki soruları cevaplayınız.

a) Bahçe hortumunun ucu sıkıldığında suyun uzağa gitmesinin sebebi nedir?

Cevap: Hortumun ucu sıkıldığında, kesit alanı küçülür, bu da suyun daha hızlı akmasını sağlar ve su daha uzağa ulaşır.

b) Bahçe hortumunun uç kısmı (kesit alanı) kapanmayacak şekilde biraz daha sıkılırsa suyun akış süratindeki değişim ne olur?

Cevap: Hortumun uç kısmı biraz daha sıkıldığında suyun akış sürati artar, çünkü akış alanı küçülür.

c) Hortumun deliklerinden çıkan suyun farklı yüksekliklerde olma sebebi nedir?

Cevap: Hortumun deliklerinden çıkan suyun farklı yüksekliklerde olmasının sebebi, deliklerdeki basınç farklılıklarıdır.

ç) Su, hortumun A kesitinden daha hızlı akmaktadır. A kesitindeki delikten çıkan suyun yüksekliği neden B kesitindeki delikten çıkan suyun yüksekliğinden daha fazladır?

Cevap: A kesitindeki delikten çıkan suyun yüksekliği daha fazladır, çünkü A kesitinde basınç daha yüksektir.

Soru 6: Deneye başlamadan önce gerekli güvenlik önlemlerini alınız. Öğretmeninizin saç kurutma makinesi ile masa tenisi topunu havada tuttuğu gösteri deneyini dikkatlice gözlemleyiniz.

Cevap: Saç kurutma makinesi ile yapılan deneyde, hava akışı topun etrafında bir basınç farkı oluşturur. Deney sırasında gerekli güvenlik önlemleri alınarak gözlem yapıldı.

Soru 7: Saç kurutma makinesinden üflenen hava ile topun havada kalmasının nedenlerini tahmin ediniz ve tahminlerinizi yazınız.

Cevap: Topun havada kalmasının sebebi, saç kurutma makinesinden çıkan havanın topun altında bir kaldırma kuvveti oluşturmasıdır. Hava akımı topun dengesini sağlar.

Soru 8: Öğretmeninizin rehberliğinde gruplar oluşturunuz. Grup arkadaşlarınızla tahmin ve gözlem sonuçlarınızı karşılaştırarak elde ettiğiniz verileri gerekçeleri ile aşağıdaki alana yazınız.

Cevap: Gözlem sonuçlarına göre, topun havada kalması hava akımının yarattığı basınç farkından kaynaklanmaktadır. Grup olarak elde edilen veriler bu sonucu doğrulamaktadır.

Soru 9: Akışkanın geçtiği borunun kesit alanı ile akışkanın sürati ve boru çeperlerine yaptığı basınç arasındaki ilişkiyi grup arkadaşlarınızla tartışarak belirleyiniz ve ulaştığınız sonuçları sınıf ortamında paylaşınız.

Cevap: Akışkanın geçtiği borunun kesit alanı azaldıkça, akış sürati artar, ancak boru çeperlerine yapılan basınç azalır. Grup olarak bu ilişkiyi tartışarak Bernoulli İlkesi’ni doğruladık.

9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları Sayfa 187

Soru 10: Akışkanın geçtiği borunun kesit alanı ile akışkanın sürati ve boru çeperlerine yaptığı basınç arasındaki ilişkiyi aşağıda verilen tabloyu doldurunuz.

Soru 11: Akışkanların sürati ile basıncı arasındaki ilişkiyi açıklayan Bernoulli İlkesine yönelik öğretmeninizin verdiği örnekleri ve dijital içerikleri (havaya kaldırma, havalanmasını engelleme, yön değiştirme vb.) dikkate alarak bu örnek ve dijital içeriklerin ortak olan ve olmayan özelliklerini belirleyiniz.

Cevap: Bernoulli İlkesi, akışkanların sürati arttıkça basıncın azaldığını belirtir. Örneklerdeki ortak özellik, hız artarken basıncın azalmasıdır. Farklılıklar ise havaya kaldırma, yön değiştirme ve havalanmayı engelleme gibi spesifik uygulama alanlarından kaynaklanmaktadır.

Soru 12: Örneklerdeki olay, durum veya uygulamaların ortak olan ve olmayan yönleri ile ilgili öğretmeninizin yaptığı açıklamaları dikkate alarak ve grup arkadaşlarınızın bakış açılarını da değerlendirerek aşağıdaki tabloda uygun alanı işaretleyiniz.

Soru 13: Akışkanın sürati ile basıncı arasındaki ilişki ve bu ilişkinin kullanım amacına yönelik aşağıdaki cümlelerde yer alan boşlukları doldurunuz.

Fırtınalı Havalarda Çatıların Uçması: Evin çatısı üzerinden esen rüzgâr, çatı üzerindeki havanın süratini artırır. Bu durum, çatıya etki eden hava basıncını azaltır. Açık havanın çatı yüzeyinde oluşturduğu dış basınç evin içindeki hava basıncından daha düşük olduğu için çatı uçabilir.

Sprey Püskürtücüler: Sprey püskürtücünün pompasına basıldığında içine doğru hava akışı sağlanır. İç tarafta ilerleyen havanın dar alandan geçerken basıncı azalır. Püskürtücünün içinde bulunan sprey yukarı doğru hareket ederek çıkışa doğru gider ve sprey dışarıya dağılır.

Hızla Hareket Eden Araçların Yakınındaki Nesneleri Çekmesi: Yüksek süratle birbirine doğru hareket eden iki uzun araç yan yana geldiğinde araçların arasında kalan hava molekülleri sıkışır ve bu moleküllerin sürati artar. Bu durum, araçların arasındaki hava basıncının azalmasına neden olur. Açık hava basıncı, araçların arasında kalan havanın basıncından yüksek olduğu için araçlar birbirine doğru çekilir.

Yelkenli Teknelerde Kullanılan Yelken: Rüzgârın hızı arttıkça yelkene uygulanan hava basıncı artar. Yelkenin diğer tarafındaki hava basıncı daha düşük olduğundan yelkenlinin ilerlemesine yardımcı olur.

Yarış Arabalarının Arka Kanatları: Yüksek süratle hareket eden kara araçlarının yol tutuş kabiliyetini artırmak için ters çevrilmiş uçak kanadına benzeyen rüzgârlıklar kullanılır. Bu rüzgârlıklar hava moleküllerinin süratini azaltır ve bu sayede alt taraftan arabaya etki eden hava basıncı azalır. Rüzgârlıkların üst kısmına etki eden açık hava basıncı daha yüksek olduğu için araba süratle giderken havalanmaz.

Soru 14: Uçakların havalanması ve uçmasında yalnızca Bernoulli İlkesinin etkili olmadığını açıklayan öğretmeninizin açıklamalarını dikkate dinleyiniz. Bernoulli İlkesinin dışında etkili olan durumları kısaca yazınız.

Cevap: Uçakların havalanması ve uçmasında Bernoulli İlkesi’nin yanında birçok faktör etkilidir. Etki eden faktörler:

1. Hücum Açısı: Kanadın rüzgâr ile yaptığı açı, kaldırma kuvvetini artırır. Belirli bir açıdan sonra sürüklenme artar ve kaldırma kuvveti azalır.
2. Newton’un Üçüncü Yasası: Kanat altından aşağı yönlü itilen hava, yukarı yönlü tepki kuvveti oluşturur.
3. Motor Gücü: Uçak motorları, ileri doğru itiş kuvveti sağlayarak uçağın yeterli hıza ulaşmasını ve havalanmasını sağlar.
4. Kanat Yapısı: Kanat profili hava akımını optimize ederek kaldırma kuvvetini artırır.

9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları Sayfa 188

Soru: Akışkanların sürati ile basıncı arasındaki ilişkiyi genelleyen Bernoulli İlkesini yazınız.

Cevap: Bernoulli İlkesi: Bir akışkanın akışı boyunca toplam mekanik enerjisi (kinetik enerji ve potansiyel enerji) sabit kalır. Akışkanın sürati arttıkça basıncı düşer, sürati azaldıkça basıncı artar.

Değerlendirme

İskender öğretmen, öğrencilerinden görseldeki düzeneği kurmalarını istiyor. Bunun için gerekli araç gereci (iki adet kâğıt, ip, bağlantı çubuğu, bağlantı parçası ve üçayak) öğrencilere veriyor.

Öğrenciler, iş birliği içinde kâğıtları alıyor. Kâğıtların uç noktalarına delik açarak deliklerden ipleri geçiriyor. Aralarında 5-10 cm uzaklık olacak şekilde kâğıtları karşılıklı bağlıyor. Öğrenciler, kâğıtların arasına üflediklerinde kâğıtların birbirine yaklaştığını gözlemliyorlar.

Soru: Arasına üflendiğinde kâğıtların birbirine yaklaşmasını akışkanların sürati ile basıncı arasındaki ilişkiye dayanarak açıklayınız.

Cevap: İki kağıt arasına üflendiğinde hava akışının sürati artar. Hava akışı hızlandıkça Bernoulli İlkesi’ne göre basınç azalır. Kağıtların arasındaki hava basıncı, dış ortama göre daha düşük hâle gelir. Daha yüksek basınca sahip dış hava, kağıtları içeri doğru iter ve kağıtlar birbirine yaklaşır. Bu olay, hızlı hava akımının düşük basınç oluşturduğu gerçeğini kanıtlamaktadır.

Soru: Günlük hayattan akışkanın sürati ile basıncı arasındaki ilişkiyi anlatan üç örnek veriniz.